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工程基础

隧道概率极限状态设计法荷载和抗力变量相关性研究

刘淑芬;丰帆;刘建友;钱驰宇;

概率极限状态设计法中荷载的作用效应(S)和结构的抗力(R)是两个相互独立的变量。对于工民建、桥梁等建构筑物来说,满足概率极限状态设计法中荷载和结构承载力相互独立的要求。但对于隧道及地下工程来说,隧道的围岩荷载与结构的抗力存在密切的相关性,荷载随着结构抗力的增大而增大,并不满足相互独立的条件。因此,需要根据荷载与抗力的相关性,修正隧道概率极限状态设计法的概率函数。

2025 年 S2 期 v.56 ; 江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ2403004); 中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划(N2022G022);中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划(N2023G045)
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水工建筑

基于三维点云模型的桥梁预制构件噪声处理方法

冯晓楠;熊文;谢俊贤;胡楷文;

为了解决桥梁预制构件点云模型质量差、噪点多的问题,对产生点云模型质量问题的原因进行分析。基于噪点产生原因,提出了基于邻近点空间关系的高频噪声剔除算法与基于双边滤波的低频噪声平滑算法。以一根25 m长的混凝土T梁为对象进行算法验证。试验结果表明,所提出的算法能够高效率地处理高频噪声与低频噪声,显著提升模型质量。将算法结果与其他方法进行对比,证明算法效率较高。

2025 年 S2 期 v.56 ; 江苏省科技成果转化专项资金项目(BA2022009)
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水力学

大寨河-板闸干渠泵站前池的流态调控及运行方案试验分析

徐鹏飞;刘景禹;郭瑞;季文杰;姜海;杨帆;

【目的】为明确大寨河-板闸干渠泵站在不同特征水位时侧向进水前池的流态特征,并提出前池流场的调控措施及最低水位时机组的运行方案,【方法】采用水工物理模型试验的方法对泵站引河、前池及开敞式进水池进行了流场测试,分析了有无流态调控措施的前池流场,并探究了最低水位时不同开机方案的前池流场特征。【结果】结果表明:采用非等渐变弧形导流墩的整流措施后,在设计水位、机组全开时前池表层流速分布均匀度均值为85.86%,中层流速分布均匀度均值为88.75%,底层流速分布均匀度均值为85.42%,高速区范围变小,流态效果改善较好。在最低水位时,若机组全部开机,前池流态进一步恶化,机组产生振动,1~#机组的流场恶化最显著且进水池内部出现涡带。【结论】在最低水位时,泵站0.2倍负荷流量时建议开3~#机组,泵站0.4倍负荷流量时建议开3~#和4~#机组,泵站0.6倍负荷流量时建议开2~#、3~#和4~#机组,在最低水位时,为防止1~#机组来流侧翼墙跌水对河道的冲刷,应严禁开1~#机组。

2025 年 S2 期 v.56 ; 国家自然科学基金项目(51609210); 江苏省水利科技项目(2022010); 江苏省高校自然科学研究重大项目(20KJA570001)
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水工材料

经编涤纶土工格栅与堆石料相互作用离散元模拟研究

郑泽东;钟志鸿;张宇亭;黄晓龙;刘华北;邓韶辉;

为探明经编涤纶土工格栅与堆石料的相互作用性能及其内在机制,提高经编涤纶土工格栅的工程应用水平,采用离散元方法对经编涤纶土工格栅与堆石料的拉拔试验、直剪界面试验及碾压试验进行了模拟。为使经编涤纶土工格栅在模拟中得到更为真实的还原,提出了一种新的离散元建模方法,能够结合其实际结构特点实现精细化建模,格栅拉伸试验模拟结果对比表明该方法模拟效果良好。分别从宏细观角度对模拟试验结果进行了分析。分析结果显示:直剪界面试验中,界面系数随竖向应力的增加而增加且均大于0.7;碾压过程中,土工格栅会出现不均匀变形且局部位置会出现断裂损伤,导致格栅层的抗拉强度和刚度降低。这些宏细观现象均表明堆石料与经编涤纶土工格栅间咬合即使在低应力水平下也较好。然而,在碾压过程中经编涤纶土工格栅会发生较为严重的施工损伤,不利于在堆石料中应用。

2025 年 S2 期 v.56 ; 雅砻江两河口水电站土工格栅抗震措施效果评价项目(000023-22XB0154)
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水工建筑

基于HST-NN集成模型的特高拱坝首次蓄水期变形预测研究

徐涛;周敏;隗轶伦;黄婉宁;商玉洁;任玉峰;

针对超高拱坝首次蓄水期过程中数据量动态变化大、环境因素复杂等问题,传统模型在数据不足时预测稳定性差、在数据丰富时又难以充分挖掘非线性规律,亟须构建一种兼具机理约束与数据驱动能力的高适应性预测模型。提出一种HST-NN集成模型,融合HST公式模型的物理机理约束与深度神经网络(DNN)的非线性特征学习能力,适应蓄水全过程中数据量从稀缺到充足的动态变化。基于某300 m级超高拱坝首次蓄水期实测数据,开展模型构建与分阶段验证分析。结果表明,该模型在数据稀缺阶段相对误差控制在10%以内,数据丰富阶段进一步降至5%以下,相较传统单一模型预测精度和稳定性显著提升。HST-NN模型具备良好的自适应性与泛化能力,可为超高拱坝首次蓄水期变形预测与安全运行提供有效技术支撑。

2025 年 S2 期 v.56 ; 中国长江电力股份有限公司资助项目(Z242302042)
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长江工程监理咨询有限公司(湖北)专栏

共同富裕背景下水库移民的突出问题与解决路径探究

樊连生;刘永贵;李苓;

大中型水库移民搬迁安置是一项复杂的经济社会系统重建工程,已成为一项世界级难题。为帮助移民更好地恢复生产生活,国家出台了一系列帮扶措施。通过大量的实地调研和总结分析,当前水库移民群体总体上呈现“大分散、小聚集”的特点,土地资源匮乏,自我发展能力不足,库区和移民安置区发展不平衡不充分的矛盾、库区生态保护与转型发展的矛盾在部分地区依然十分突出。特别是1985年以前修建的大中型水库涉及的移民,生产生活全面恢复和可持续发展难度大,移民生产生活总体水平与共同富裕的目标仍有不小差距,需要进一步采取针对性的扶持措施,巩固提升扶持效果。结合国家乡村振兴、共同富裕、绿色低碳循环发展等政策目标要求,着眼促进库区和移民安置区转型和高质量发展,保障广大移民群众与其他居民同步实现共同富裕,提出了相关政策建议。

2025 年 S2 期 v.56 ;
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复合人工湿地技术在三峡库区农村移民安置区生活污水处理的研究示范

尚明韪;程来锋;

基于三峡库区农村移民安置区生活污水处理现状调查,针对农村移民安置区数量多、集聚散、地形杂的特点,以水质净化协同资源利用为目标,选取三峡库区秭归县1处农村移民安置居民点示范,采用垂直潜流+水平潜流复合人工湿地+水质调控型按需排放的生态、无动力技术对其进行生活污水处理应用。监测结果显示,该技术对化学需氧量(Chemical Oxygen Demand, CODCr)、5日生化需氧量(Biochemical Oxygen Demand, BOD5)、总氮(Total Nitrogen, TN)、总磷(Total Phosphorus, TP)和NH3-N(氨氮)平均去除率分别达到79.11%、84.51%、43.42%、59.71%和71.89%。该技术具有处理效果好、操作运维简单、无动力消耗、建设运行成本低、不受处理规模及地形限制等优势,适用于山区农村人口规模50~200人的居民点生活污水处理,为三峡库区农村生活污水生态处理与资源化利用提供技术参考和案例借鉴。

2025 年 S2 期 v.56 ; 2023年国家重大水利工程建设基金项目(三峡后续工作)(2136902)
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大中型水利工程移民安置资金使用管理常见问题处理研究

谭龙斌;刘春林;王涛;

移民资金管理在大中型水利工程移民安置中起着举足轻重的作用,是移民安置成功实施的关键所在。为加强移民资金管理,从技术与管理层面研究提出实施中常见问题处理对策措施。以移民安置资金管理实践中遇到的常见问题为指引,综合利用国家及地方政府法规政策、规程规范和行政管理模式,针对移民安置实施及资金管理现状,分析其问题产生的原因,针对性提出处理措施及对策建议。结果显示:大中型水利工程移民安置资金管理常见问题主要存在10个方面,具体体现在移民资金拨(兑)付的时效性、套取(挪用)移民资金、支付对象不合理、资金孳息管理不到位等方面。结果表明:移民资金管理是移民安置实施的控制中枢,通过对其实施过程中常见问题的分析研究,提出的技术管理和行政措施,可对移民资金使用管理安全高效有较大的助推作用。

2025 年 S2 期 v.56 ;
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机电技术

抽水蓄能电站缓解成都电力负荷中心空心化问题研究

曹雪娟;胡浩;翟立磊;晁韦霖;

成都作为四川省会及西南电力负荷中心,最高负荷突破2000万kW,但应急备用和调峰电源仅400万kW,电源“空心化”问题突出,电网安全面临严峻挑战。抽水蓄能电站具备顶峰、调峰、调相及黑启动等综合功能,是保障大电网稳定运行的关键支撑。基于成都电网现状,结合网、源、荷发展趋势,剖析电源“空心化”的形成机理及应对策略,并重点探讨抽水蓄能电站在缓解成都电力供需矛盾、增强电网韧性方面的关键作用。

2025 年 S2 期 v.56 ;
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水工材料

沙坪一级水电站胶结砂砾石芯样试件强度试验研究

朱忠平;杨会臣;贾金生;吴洋锋;李昂;韩瑞坤;

钻芯法是胶结砂砾石工程现场检测方法中最常用的手段之一,具有直观性、准确性及可靠性特点。基于沙坪一级电站现场钻孔芯样,对加工成直径为?150 mm、?180 mm、?219 mm,径高比为1∶2、1∶1、2∶1的试件进行了抗压强度测试;对比分析了其与标准立方体试件的强度值差异,采用Grubbs检验法对试件抗压强度中的离散异常值进行了判断;建立了不同直径、径高比下的芯样强度与标准试件强度的回归方程。研究结果表明,相同的直径下,抗压强度随着径高比的增加而增大;相同径高比下,抗压强度随着直径的增大而增大;研究得到的芯样强度换算系数可应用于胶结砂砾石工程现场质量检测及鉴定中,具有较强的应用价值。

2025 年 S2 期 v.56 ;
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